Как правильно использовать светодиоды в авто
Делаем светодиодную подсветку на авто своими руками
Что такое светодиоды
Устройство лампы
Светодиодом называется полупроводниковое устройство, которое способно излучать свет при пропускании через него электрического тока. Принято считать, что первый светоизлучающий диод (СИД) был сделан в 1962 году в университете Иллинойс. Однако широкое применение он получил недавно. Это связано с относительной дешевизной и тем, что наши лампы преобразуют ток непосредственно в световое излучение, в отличие от ламп накаливания или люминесцентных ламп.
Схема устройства
Светодиоды механически прочные и исключительно надежны. Срок их службы достигает 100 тыс. часов, что в 5-10 раз больше, чем у люминесцентных ламп, и почти в 100 раз больше, чем у ламп накаливания. В конце концов, это низковольтный, более безопасный прибор.
Разновидности
Существуют следующие параметры, по которым классифицируют разновидности светодиодов, а именно:
Как правило, в корпусе светодиода размещается только один полупроводниковый кристалл, который начинает светиться при протекании электрического тока. В случае с многоцветными лампами вместо одного кристалла вставляют несколько. Сами кристаллы при этом излучают различный свет, так как сделаны из разных материалов.
Цветовая политра
Применение
Как индикаторы обычно используют двухцветные лампочки (красного и зеленого цвета). Для создания световых экранов подойдут трехцветные светодиоды со следующими базовыми цветами: синий, зеленый, красный. При смешивании последних можно получить отображение фото и видео.
Для повышенной яркости в корпус одной лампы иногда устанавливают несколько кристаллов одного цвета. В таком случае яркость кратна их количеству.
Правила установки светодиодов
Первым делом нужно сразу понять, что светодиод – это не лампа. Необходимо быть внимательным и аккуратным при процедуре замены. Ремонт электрической части авто из-за неправильных действий – вещь малоприятная. Однако ничего сложного в такой замене нет, светодиоды для авто, тюнинг которого вы уже продумали, можно установить и самостоятельно.
Напряжение и сила тока – это две основополагающие характеристики. В бортовой электросети автомобиля напряжение обычно составляет 12-13 В при заглушенном двигателе, а в заведенном состоянии — 13-14.5 В. Напряжение питания для наших ламп колеблется в районе 2-3,8 В в зависимости от цвета (уточняется у производителя). Величина тока для маломощной лампы ограничивается 20 мА, сверхмощные светодиоды достигают 350 мА.
Также необходимо учитывать, что не все светодиоды могут освещать пространство вокруг себя. Покупая новые лампы, обращайте внимание на тип линзы, которая указывает на угол рассеивания. К примеру, узконаправленные лампочки имеют маленькую линзу.
Подключение
В продаже есть светодиодные панели (кластеры), которые рассчитаны на питание в 12 В. Их можно сразу подключить к электросети и радоваться замечательным огонькам. Но при изменении оборотов двигателя яркость их свечения будет меняться. По факту, нормально они будут светиться при напряжении около 12,5 В, низкое напряжение приведет к тусклому свечению кластеров.
Каждый кластер состоит из светодиодов и резистора. На три лампы предназначен один резистор, который нужен для гашения избытка напряжения. Светодиодная лента устроена аналогичным образом, и если вам нужен кусок, то вы можете его отрезать в определенном месте.
Последовательное подключение
Наши лампы можно включить последовательно, тем самым сделав самодельный кластер. Для этого необходимо соединить их между собой, а оставшихся два вывода подключить к бортовой электросети. Например, на напряжение 12-14 В понадобиться три светодиода белого цвета. Как известно, у разных по цвету светодиодов разное напряжение питания. Таким образом, на этом примере мы получаем следующее напряжение питания: 3.5х3 = 10,5 В.
У светодиода один вывод считается «плюс» (катод), а второй — «минус» (анод). Последовательное соединение подразумевает, что «плюс» одного вывода соединяется с «минусом» следующего и так далее до конца. Но напрямую к сети их все еще нельзя подключать. Последовательно с полученной цепочкой подключаем гасящий резистор (сопротивление) 100-150 Ом с мощностью 0,5 Вт.
Эта схема также зависит от напряжения бортовой сети. Однако, пользуясь ею, вы можете подсоединить любое количество светодиодов цепочками по 3 штуки параллельно с резистором. Параллельное соединение означает собрать несколько одинаковых цепочек, где плюс одной цепочки соединяется с плюсом другой цепочки, а минус — с минусом. Номинальное сопротивление при этом вычисляется согласно закону Ома.
Помните, если вы просто возьмете и подключите светодиод в электросеть автомобиля, то гарантированно его сожжете.
Установка светодиодов на авто
Для тюнинга автомобиля используют световые элементы. В последнее время, подсветка светодиодной лентой авто получила самое широкое распространение. В качестве подсветки ее используют в салоне, на днище автомобиля, а также для подсветки дисков. В случае с салоном вы можете экспериментировать как угодно, не нарушая ПДД. Габаритные огни легко заменимы на светодиоды для авто фирмы «Маяк».
Маленькими яркими лампочками можно не только заменить стандартное освещение панели приборов, бардачка, багажника, салона и т.д., но также создать дополнительный комфорт и уют.
Хотите сделать свой автомобиль необычным и оригинальным? В этом вам помогут виниловые наклейки. Подробнее о них читайте в этой статье.
Качественная полировка авто стоит недешево. Как правильно сделать это самому, читайте по http://avtopolza.ru/kuzov/polirovka-kuzova-avtomobilya-cena-voprosa/ ссылке.
Подсветка дверных ручек в автомобиле
Для наглядного примера рассмотрим, как может выполняться светодиодная подсветка дверей автомобиля, в частности установим подсветку карманов внутренних дверных ручек.
Местом установки была выбрана внутренняя часть самой ручки. В этом месте светодиод не будет виден, и в то же время будет освещать весь карман.
Ручка от двери машины
Для данной подсветки был использован яркий светодиод с сопротивлением в 1 кОм. Дополнительно была сточена линза, таким образом, мы получаем равномерный свет. Сама лампа была закреплена с помощью термоклея.
Смонтированная лампа
Если вы сомневаетесь в своих расчетах, то можете воспользоваться одним из калькуляторов для расчета светодиодов, которые есть в интернете.
Подсветка ручки
Светодиодное освещение для меломанов
Если вы установили подсветку и вам все еще мало, то можно подключить наши лампы к проводам динамиков. Так светодиоды будут переливаться в ритм вашей музыки.
Светодиодные выводы можно подключить параллельно к динамикам. При таком подключении нужно учитывать, что сопротивление всех динамиков стандартизировано и обычно составляет 4 Ома, но бывают исключения в виде 6 и 8 Ом. Подключая ленту параллельно динамикам, вы увеличите нагрузку на магнитолу, что грозит ее перегревом или поломкой. Также это вызовет понижение эффективности работающих динамиков, которые будут выдавать лишь часть своей мощности.
Во избежание такой ситуации есть электрическая схема (LM 3914), которая за счет собственного высокого сопротивления понижает сопротивление нагрузки на выходе подключаемой магнитолы. Сигнал на вход микросхемы идет не от проводов динамиков, а от маломощного выхода на усилитель. Для работы такой микросхемы нужен только один резистор и, соответственно, правильное подключение.
Электрическая схема подключения
Транзистор на выходе является силовым управляющим элементов. От него питается светодиодная подсветка (при отрицательном потенциале базы транзистора). Для выставления уровня включения подсветки соответствующий уровню входного сигнала на микросхему применим галетный переключатель. Если громкость снижена, то на базу транзистора через указанный переключатель подается потенциал с 1, 17, 18 или 16-й ножки, при увеличении стоит переключиться на одну из следующих ножек: 15, 14, 13, а при максимальной громкости — на 12, 11 или 10-ю.
В продаже есть множество уже готовых решений, но стоит ли за них переплачивать в 3 раза больше — решать вам.
Подключаем правильно светодиоды в автомобиле
В последние несколько лет, многие владельцы используют для стайлинга своего автомобиля различные типы светодиодов. Технологии изготовления светодиодов постоянно совершенствуются, но в большинстве случаев это не спасает светодиоды от их быстрого выхода из строя. Как следствие частично перегоревшие светодиоды в подсветке интерьера или например в LED задних фонарях (оригинальные фонари этим не страдают, т.к. имеют серьезную защиту и по току и по напряжению).
Грубо говоря, светодиоды можно условно поделить на два вида: маломощные и мощные. Первый вид широко используется в различных светодиодных лентах, матрицах, LED-лампах и в готовых световых приборах, таких как модернизированные фонари. Второй вид как правило используется в лампах головного света и в дневных ходовых огнях.
Объединяет все эти устройства одно. В подавляющем большинстве случаев все они рассчитаны на стабилизированный ток и напряжение, которые в бортовой сети автомобиля как правило не встречаются. Нормальное напряжение в автомобиле может колебаться от 11,7В при заглушенном двигателе, до 14,8В при заведенном двигателе.
Немного теории.
Напряжение (падение напряжения) типичного светодиода – 3,5В. В зависимости от цвета это может быть: для желтых и красных светодиодов — 2 — 2,5В; для синих, зеленых, белых — 3-3,8В. Типовой ток маломощного светодиода – 20мА, мощного – 350мА.
Светодиод питается током и у него нет такого параметра, как напряжение, но есть параметр падение напряжения. Т.е. какое напряжение на нем теряется. Если на светодиоде написано: 20мА 3,5В, то это значит что ему надо не больше 20 мА тока и при этом на нем потеряется 3,5В (т.е. напряжение после светодиода упадет на 3,5В).
Для ограничения тока на LED-устройства устанавливаются резисторы, но не стоит забывать, что устройства рассчитаны на напряжение ровно 12В и при возрастании напряжения, будет возрастать и ток. Как итог, светодиод быстро перегреется и сгорит.
Итак, как мы выяснили выше, простейшим драйвером (стабилизатором тока) является резистор и устройства рассчитаны на стабилизированное напряжение 12В, которые практически не встречается в бортовой сети автомобиля. Соответственно для маломощных диодов, которые массово используются в автомобилях, необходимо всего одно устройство — стабилизатор напряжения.
Проверенным и доступным на сегодняшний день является DC–DC понижающий преобразователь LM2596, который можно купить на Aliexpress за смешные 50₽. Принцип его работы очень прост. При подаче на вход этого импульсного стабилизатора напряжения до 40В, на выходе всегда будет ровно 12В (значение устанавливается вручную), а ток будут подаваться ровно такой, какой нужен для питания светодиодов.
Именно такие стабилизаторы напряжения я использую для LED-стайлинга своих автомобилей. Корпус подобрать не сложно. Я использую стандартные корпуса, купленные в магазине Чип и Дип. При желании корпус можно сделать герметичным для использования при всепогодных условиях.
Для питания мощных светодиодов, стабилизатора напряжения недостаточно и необходимо устанавливать драйвер (стабилизатор тока). Один из самых доступных готовых драйверов собран так-же на LM2596 и его так-же легко купить на Aliexpress. От DC-DC преобразователя отличается тем, что можно выставить не только стабилизированное напряжение на выходе, но и стабилизированный ток. Подбирая драйвер для мощных светодиодов, нужно обязательно учитывать его максимальный ток, иначе тока может просто не хватить или драйвер будет чрезмерно греться.
Как вариант, токовый драйвер можно собрать самостоятельно, например на основе микросхемы LM317. Схема максимально простая, но потребуется подбор резистора непосредственно под конкретное устройство, в зависимости от мощности установленных в него светодиодов.
Я уже серьезно заморочил голову некоторым читателям, поэтому подведем итог.
Если вы хотите продлить жизнь установленным в автомобиле светодиодам или последовательно-соединенным сборкам (кластерам), то следуйте простым правилам:
— для каждого светодиода или кластера необходимо использовать свой ограничитель тока: резистор (вполне достаточно для маломощных сборок) или драйвер (для мощных),
— для маломощных светодиодов или кластеров с током до 350мА, всегда ставим стабилизатор напряжения на каждую цепь,
— для мощных светодиодов или кластеров с током свыше 350мА, всегда ставим драйвер (стабилизатор тока) на каждую цепь.
При соблюдении этих простых правил, ваши светодиоды будут гореть долго и радовать вас своей магией света.
Всем удачи и добра.
左 Светодиоды в авто…
Бортовая сеть легкового авто – 12-14,5 Вольта. В зависимости заглушён двиратель или заведён.
Типичный светодиод с характеристиками: (напряжение падения 3,2 Вольта и ток 20мА = 0,02Ампера)
«Падение напряжения» и «рабочий ток» — это основные характеристики светодиода. Питается светодиод током – это ВАЖНО! Напряжение он возьмёт столько, сколько ему надо, а вот ток нужно ограничить. Падение напряжения типичного белого светодиода – 3,2 Вольта. Но у светодиодов разных цветов оно отличается для желтых и красных светодиодов — 2 — 2,5 Вольта.; для синих, зеленых, белых — 3-3,8 Вольта. Так что при выборе цвета светодиода учитывайте его падение напряжения. Ток маломощных светодиодов, как правило, не более 20мА
Что такое падение напряжения? Если мы подключим наш белый светодиод падение напряжения, которого — 3,2 Вольта, а рабочий ток 20мА=0,02 Ампера к источнику 12 Вольт, то этот светодиод съест 3,2 Вольта. Напряжение после этого светодиода снизится (упадёт) на 3,2 Вольта. 12-3,2=8,8. Но не забываем – что светодиод питается током а не напряжением т.е. сколько тока дадите — столько он через себя пропустит, а ток нужно задать. Как понять задать?! Задать – значит ограничить. Ограничить ток можно резистором, либо запитать светодиод через драйвер. Давайте рассмотрим на примерах как рассчитать и подключить светодиод к источнику воображаемой бортовой сети автомобиля, напряжение которой колеблется от 12 до 14,5 Вольт. Что бы наш светодиод не сгорел при длительном включении — рассчитывать мы будем исходя того, что в нашем автомобиле 14,5 Вольт а не 12,5 Вольта. Светодиод в этом случае будет светить менее ярко, но зато дольше прослужит. В одном из пунктов этой статьи мы рассмотрим как подключить светодиод или цепочки из светодиодов через микросхему-стабилизатор напряжения. Такой способ подключения — сохранит яркость светодиодов при изменении оборотов двигателя.
Оба варианта приемлемы
Если теперь в нашу цепь светодиода и резистора мы включим последовательно амперметр он должен показать 20 миллиампер или около того. У резисторов и светодиодов есть разброс параметров, поэтому ток может отличаться в обе стороны, но незначительно. Если прибор показывает значение от 15 до 23 мА — нормально. Чем больше ток, тем ярче светит светодиод, но тем меньше срок его службы. Поэтому для обычных светодиодов не рекомендуют устанавливать ток выше 20 мА.
Соединение светодиода с резистором и с проводами лучше всего осуществлять пайкой, вибрации автомобиля и перепады температур в последствии сказываются на соединениях, а пайка это один из прочных видов соединений.
Во избежании короткого замыкания открытые контакты необходимо изолировать термоусадочной трубкой или изолентой.
Процесс монтажа и пайки производить при отключенном напряжении питания. Питание можно подавать только после того, как убедитесь что всё сделали правильно и все открытые проводники изолированы.
Время пайки контактов не более 3 секунд, иначе можете перегреть кристалл светодиода. Лучше будет, если паяемый контакт будет прихвачен пинцетом. Во-первых, так удобнее держать светодиод, а во-вторых пинцет рассеет лишнее тепло и не даст перегреется кристаллу.
Второй вариант. Подключение двух светодиодов (последовательно) через резистор.
Подключение одного светодиода на 14,5 Вольт мы освоили. Ура! Теперь давайте сделаем шаг вперёд и разберёмся как подключить последовательно два светодиода. По большому счёту – с двумя светодиодами включёнными последовательно будет использован всё тот же метод подключения, но на всякий случай мы разберём его не менее подробно что и первый.
Если теперь в нашу цепь двух светодиодов и резистора мы включим последовательно амперметр он снова должен показать 20 миллиАмпер. Т.к. сколько бы вы ни включили в последовательную цепочку одинаковых светодиодов — ток в это цепочке останется неизменным. Вот мы видим на приборе 20мА или около того. У резисторов и светодиодов есть разброс параметров, поэтому ток может отличаться в обе стороны, но незначительно. Если значение от 15 до 23 мА — нормально. Чем больше ток, тем ярче светит светодиод, но тем меньше срок его службы. Поэтому для обычных светодиодов не рекомендуют устанавливать ток выше 20 мА.
Третий вариант. Подключение трёх светодиодов (последовательно) через резистор.
Если теперь в нашу цепь светодиода и резистора мы включим последовательно амперметр он должен показать 20 миллиампер или около того. У резисторов и светодиодов есть разброс параметров, поэтому ток может отличаться в обе стороны, но незначительно. Если значение от 15 до 23 мА — нормально. Чем больше ток, тем ярче светит светодиод, но тем меньше срок его службы. Поэтому для обычных светодиодов не рекомендуют устанавливать ток выше 20 мА.
Распространённая и «всеми нами любимая» светодиодная лента на 12 Вольт — устроена таким же образом, она состоит из подобных цепочек из трёх последовательно-включённых светодиодов, а цепочки в свою очередь между собой соеденены в ней паралельно.
По большому счёту на напряжение 14,5 Вольта можно подключить цепочку в которой находится до четырех светодиодов с падением напряжения 3,2 Вольта и ещё останется 1,7 Вольт которые нужно будет погасить резистором. 14,5-3,2-3,2-3,2-3,2=1,7 Но мы условились, что считаем на воображаемую бортовую сеть автомобиля, напряжение в которой от 12 до 14,5 Вольта. Помните? Так что когда в бортовой сети напряжение снизится до 12 Вольт светодиоды в цепочке перестанут светится потому что общее падение напряжение четырёх светодиодов выше 12 Вольт, а если быть точнее то оно составит – 3,2 х 4 = 12,8 Вольта. Именно поэтому ограничимся тремя светодиодами в цепочке.
Как подключать светодиоды
Многие автовладельцы хотели бы заменить простые лампочки на светодиоды, их освещение это; – первое – очень низкий ток потребления, второе – надежность и долговечность, третье – более высокая светоотдача по сравнению с простой лампочкой и четвертое отсутствие нагрева. Если вы вдруг забыли выключить габариты, а утром пришли в гараж и были приятно удивлены, что аккумулятор не разряжен.
Как подключать светодиоды
Эта статья расскажет вам как самостоятельно заменить автомобильные лампочки на светодиоды и избежать ошибок. Хочу сказать- не пытайтесь сразу выкидывать лампочки и сувать на их место светодиоды, ничего хорошего из этого не выйдет…
Основы, которые нам нужно усвоить:
Первое —— Напряжение в сети автомобиля обычно это 12 – 13,5 Вольт при заглушенном движке и 13 – 14,5 В при заведенном двигателе.
Третье ——- Не все светодиоды,если сравнивать с лампочками, освещают пространство вокруг себя. Это нужно учитывать к примеру, когда меняешь индикаторные лампы, к примеру, в приборной панели. Когда покупаете светодиод нужно обратить внимание на тип линзы или просто спросить у продавца (если конечно он в этом сам разбирается). Узконаправленные светодиоды, практически все, имеют на конце маленькую увеличительную линзу. Мой совет, купите разных светодиодов и проверьте сами какие вам больше подойдут.
Четвертое ——- У светодиода, есть плюс и минус, как и у аккумулятора. Минус у него это- катод, плюс – анод, вот как выглядят на схемах :
Подключаем светодиоды
Первое – В продаже, на сегодняшний день, есть светодиодные панельки, они ещё называются кластерами, вот эти кластеры рассчитаны на 12 вольт. Их можно сразу взять и подключить к бортовой сети автомобиля и радоваться как они красиво горят. Но есть одно “но”– при изменении оборотов двигателя, соответственно будет и меняться их яркость.
Не очень заметно конечно, но видно… К тому же, нормально они светят только при напряжении 12,5 вольт, и если у вас низкое напряжение в сети авто, кластеры будут гореть тускло. Состав кластера это – цепочка светодиодов и резисторов. На каждые 3 светодиода – один резистор, который нужен для гашения лишнего напряжения.
Светодиодные ленты, по принципу, устроены практически также, и если вам надо, к примеру отрезать какой-то кусок, небольшого размера, посмотрите на ленту, там вы увидите те места, где ее можно отрезать. Обычно это 3 светодиода и 1 резистор, и можно резать…
Второе – Можно самому сделать цепочку из последовательно соединенных между собой кластеров и два вывода к питанию Но любые светодиоды можно высчитать…К примеры если они для 12-14 вольт, то нам понадобится 3 светодиода. В сумме они дадут 3,5х3=10,5 вольт. Последовательное соединение– это когда плюс первого светодиода соединяется с минусом следующего диода и так далее…
Но, их пока подключать еще нельзя, нужно также последовательно включить в цепочку гасящий резистор – номиналом 100-150 Ом, и мощностью 0,5 Вт. Резисторы можно приобрести в любом магазине радиодеталей.
Но данный способ имеет недостаток, о котором мы говорили выше – это изменение свечения при смене оборотов двигателя. Но этим способом можно пользоваться…Если вам надо поставить больше 3 диодов(в цепочке), то тут уже придеться соединять паралельно.
Параллельно – это значит соединять несколько цепочек (3 диода+резистор–одна цепочка), плюс цепочки надо соединять обязательно с плюсом следующей цепочки, и также минус к минусу. Номинал резистора, можно высчитать по закону Ома. Если вы не дружите с Омом то, можно применить такое правило: если включаете один светодиод – то резистор надо 500 Ом, если 2, то 300 Ом, 3 светодиода – 150 Ом. Но лучше всё же почитайте закон Ома, чтобы не наделать ошибок.
Теперь немного по-подробней. Вам понадобятся :
тестер
Где R – это сопротивление резистора, U – напряжение, которое нам надо погасить, и I – это ток в цепи. То есть, объесняю, для того чтобы получить сопротивление гасящего резистора, надо взять и разделить напряжение, на ток, который нужно получить.
Рассмотрим пример.
Допустим у нас есть белый светодиод и его надо подключить к авто… Напряжение питания данного светодиода 3,5 вольт, ток – 20 мА.
Первое – Что нужно сделать это измерить напряжение в том месте, где мы его собираемся устанавливать. Само напряжение в разных частях автомобиля (на разных разъёмах)может быть разным…
Итак включаем прибор в режим измерения напряжения и производим замер.
Допустим у нас вышло 13 вольт.
Для того чтобы наш резистор не грелся, надо вычислить его мощность. Для этого нам нужно умножить напряжение, которое гасит резистор – 9,5 в, на ток, который проходит через него – 0,02 ам. 9,5 умножаем на 0,02= 0,19 ватт. Конечно берём чуть с запасом – то есть 0,5-1 ватт.
Чтобы померить ток в цепи. Надо включить наш “мультиметр” в режиме измерения тока в разрыв между резистором и светодиодом (то есть соединять надо последовательно). Для этого надо установить диск переключения на мультиметре на “10А”, и воткнуть красный щуп в гнездо с надписью “10А”. Он должен нам показать 20 миллиампер или немного меньше. У резисторов и светодиодов есть небольшой разброс параметров, поэтому ток может немного отличаться.
Чем больше будет ток, тем ярче будет светить наш светодиод, но это может сказаться на сроке его службы. Поэтому для обычных светодиодов не нужно устанавливать ток выше 20 микроампер, среднее значение – 18мА.
Вот так теперь вы узнали, из вышеописанного, как можно подключить любое количество светодиодов в любом месте автомобиля. Нужно только знать напряжение и ток, и далее следовать формуле.Ещё к дополнению, можно подключать параллельно светодиоду простой диод, практически любого типа, он избавит нас от напряжения обратной полярности. Подключать надо катод диода к аноду светодиода.
Дальше—– мы узнаем как подсоеденить светодиоды, чтобы обороты двигателя не влияли на их яркость…
Конечно самым правильным будет включить светодиоды через стабилизатор. Стабилизатор служит для стабилизирования напряжения и ограничивания тока, таким образом, можно подсоединить хоть киловольт, а светодиод всё равно будет светить нормально.
Для стабилизации тока используются приборы, их называют драйверами. Вот самый простой драйвер – схема на микросхеме-стабилизаторе LM317. Главное достоинство этой микросхемы – её очень трудно спалить.
Нам потребуется микросхема и трехвыводной стабилизатор напряжения.
Прибор включаем в режим измерения тока. Начинаем вращать переменный резистор и добиваемся показаний в 20 мА. Потом отключаем цепь и замеряем сопротивление резистора и впаиваем вместо него обычный резистор с таким же сопротивлением. Вот и все ваш первый в жизни драйвер собран.
Он у нас имеет ограничение по максимальному току в пределах 1-1,5 А, Если будете включать много светодиодов, то тогда, берите резистор большей мощности.